基於超聲壓電驅動器的跟蹤太陽光伏發電設備的製作方法

2023-04-30 09:02:06

本發明涉及跟蹤太陽光伏發電設備領域，特別是涉及基於超聲壓電驅動器的跟蹤太陽光伏發電設備。

背景技術：

超聲壓電驅動器（或稱超聲電機）是20世紀80年代迅速發展起來的一種全新概念的電-機能量轉換裝置，其原理是利用壓電材料的逆壓電效應，使彈性體（定子）在超聲頻段內產生振動，通過定子、動子之間的摩擦輸出宏觀旋轉運動。具有體積小、重量輕、結構緊湊、響應快、低噪聲、無電磁幹擾、直接驅動、定位精度高等優點，尤其具有低速大扭矩特點，特別適合光伏發電跟蹤太陽需要，因為每天白天太陽高度角和方位角都是以極小的速度緩慢變化。跟蹤太陽光伏發電系統比固定安裝光伏發電系統可以多轉化40%左右的太陽能量，因此可以將兩者進行結合。

技術實現要素：

為了解決上述存在的問題，本發明提供一種基於超聲壓電驅動器的跟蹤太陽光伏發電設備，將太陽能光伏發電系統與超聲壓電驅動器相結合，利用超聲壓電驅動器低速大扭矩、體積小、重量輕、結構緊湊、響應快、低噪聲、無電磁幹擾、直接驅動、定位精度高等優點，結合太陽能光伏發電系統來給太陽能光伏發電系統跟蹤太陽提供動力，從而提高太陽能轉化率，為達此目的，本發明提供一種基於超聲壓電驅動器的跟蹤太陽光伏發電設備，包括太陽能電池板、太陽能電池板傾斜安裝支架、支撐柱、底座、支腳、支撐彈簧、定子、壓電環、轉子、轉軸和壓板，所述太陽能電池板傾斜安裝支架上方一側有斜面，所述太陽能電池板後端與太陽能電池板傾斜安裝支架的斜面相連，所述底座有3或4個支腳，所述支腳等角度繞底座中心線一周，所述支腳固定在底座下方，所述底座上固定安裝有定子，所述底座上端凸臺插裝在定子的通孔內，所述底座上端面通過連接件與定子下端面相連，所述定子的通孔內有轉軸，所述轉軸穿過底座，所述轉軸下端有底部固定件，所述定子上端面外側的下方有壓電環，所述轉軸頂端有壓板，所述定子上方有轉子，所述轉子在壓板下方，所述壓板下方有凸塊卡在轉子上端面的卡槽內，所述支撐彈簧套在轉軸上，所述支撐彈簧上端有軸承，所述軸承套在轉軸上，軸承的外周面與轉子的內周面相連，所述支撐彈簧在軸承和底座上端凸臺之間，所述支撐柱有3或4個，所述支撐柱等角度繞轉軸中心線一周，所述太陽能電池板傾斜安裝支架通過支撐柱與轉子上端面相連。

本發明的進一步改進，所述定子上端面有波形紋路，有紋路後可以增大定子與轉子之間的摩擦。

本發明的進一步改進，所述波形紋路由波形插條插裝在對應插槽而成，所述定子上端面有6n個插槽，n為正整數，n≥1，所述插槽等角度繞定子中心線一周，所述波形插條有4組，每組波形插條有6n個，每組波形插條對應波形插槽，考慮整個旋轉是進行採光，而一天為24個小時，故採用6的倍數的波形插條，這樣可以更均勻的提供旋轉動力，特別適合於光伏發電使用，並且一年分成四季，每個季節對應一組波形插條，每組波形插條波形情況不同，這樣可以根據季節情況插裝相應波形插條。

本發明的進一步改進，所述太陽能電池板傾斜角度為為當地緯度度數，考慮實際太陽能轉化率，太陽能電池板傾角設計為當地緯度度數，以接近當地緯度為最好，南京上海地區一般為30°-35°效果最佳。

本發明的進一步改進，所述支撐柱為伸縮杆，為了便於調節太陽能電池板高度，支撐柱可使用伸縮杆。

本發明的進一步改進，所述支腳端部有踏板，所述踏板下方有針狀支撐，由於本發明主要用於戶外使用，故底部支撐採用針狀支撐，這樣支撐效果更好，適應性更廣。

本發明提供一種基於超聲壓電驅動器的跟蹤太陽光伏發電設備，該跟蹤太陽光伏發電設備底部主體採用自行設計的超聲壓電驅動器，利用超聲壓電驅動器低速大扭矩、體積小、重量輕、結構緊湊、響應快、低噪聲、無電磁幹擾、直接驅動、定位精度高等優點，來配合太陽能發電，其中超聲壓電驅動器的定子上端面有波形紋路，波形紋路根據24小時分布，可以根據需要插裝不同大小或者數量的波形插條來調整密度，進而調整扭矩，頂部採用當地緯度度數傾斜太陽能電池板，經測試接近當地緯度傾斜太陽能電池板可以取得最佳收集效果，底座下端有針狀支撐，採用針狀支撐，地形適應性強，抗震性強。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為本發明發電設備示意圖；

圖3為本發明定子結構示意圖；

圖示說明:

1、太陽能電池板；2、太陽能電池板傾斜安裝支架；3、支撐柱；4、底座；5、支腳；6、踏板；7、針狀支撐；8、軸承；9、底部固定件；10、支撐彈簧；11、定子；12、壓電環；13、轉子；14、轉軸； 15、壓板；15-1、卡件；16、插槽；17、波形插條；18、連接件。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述：

本發明提供一種基於超聲壓電驅動器的跟蹤太陽光伏發電設備，將太陽能光伏發電系統與超聲壓電驅動器相結合，利用超聲壓電驅動器低速大扭矩、體積小、重量輕、結構緊湊、響應快、低噪聲、無電磁幹擾、直接驅動、定位精度高等優點，結合太陽能光伏發電系統來給太陽能光伏發電系統提供跟蹤太陽動力，從而提高太陽能發電轉化率。

作為本發明一種實施例，本發明提供一種基於超聲壓電驅動器的跟蹤太陽光伏發電設備，包括太陽能電池板1、太陽能電池板傾斜安裝支架2、支撐柱3、底座4、支腳5、支撐彈簧10、定子11、壓電環12、轉子13、轉軸14和壓板15，所述太陽能電池板傾斜安裝支架2上方一側有斜面，所述太陽能電池板1後端與太陽能電池板傾斜安裝支架2的斜面相連，所述底座4有3或4個支腳5，所述支腳5等角度繞底座4中心線一周，所述支腳5固定在底座4下方，所述底座4上固定安裝有定子11，所述底座4上端凸臺插裝在定子11的通孔內，所述底座4上端面通過連接件18與定子11下端面相連，所述定子11的通孔內有轉軸14，所述轉軸14穿過底座4，所述轉軸14下端有底部固定件9，所述定子11上端面外側的下方有壓電環12，所述轉軸14頂端有壓板15，所述定子11上方有轉子13，所述轉子13在壓板15下方，所述壓板15下方有凸塊卡在轉子13上端面的卡槽內，所述支撐彈簧10套在轉軸14上，所述支撐彈簧10上端有軸承8，所述軸承8套在轉軸14上，軸承8的外周面與轉子13的內周面相連，所述支撐彈簧10在軸承8和底座4上端凸臺之間，所述支撐柱3有3或4個，所述支撐柱3等角度繞轉軸14中心線一周，所述太陽能電池板傾斜安裝支架2通過支撐柱3與轉子13上端面相連。

作為本發明一種具體實施例，本發明提供如圖1-3所示的一種基於超聲壓電驅動器的跟蹤太陽光伏發電設備，包括太陽能電池板1、太陽能電池板傾斜安裝支架2、支撐柱3、底座4、支腳5、支撐彈簧10、定子11、壓電環12、轉子13、轉軸14和壓板15，所述太陽能電池板傾斜安裝支架2上方一側有斜面，所述太陽能電池板1後端與太陽能電池板傾斜安裝支架2的斜面相連，所述太陽能電池板1傾斜角度設計為當地緯度度數，考慮實際太陽能轉化率，太陽能電池板傾角設計為當地緯度度數，以接近當地緯度為最好，南京上海地區一般為30°-35°效果最佳，所述底座4有3或4個支腳5，所述支腳5等角度繞底座4中心線一周，所述支腳5固定在底座4下方，所述支腳5端部有踏板6，所述踏板6下方有針狀支撐7，由於本發明主要用於戶外使用，故底部支撐採用針狀支撐，這樣支撐效果更好，適應性更廣，所述底座4上固定安裝有定子11，所述底座4上端凸臺插裝在定子11的通孔內，所述底座4上端面通過連接件18與定子11下端面相連，所述定子11上端面有波形紋路，有紋路後可以增大定子與轉子之間的摩擦，所述波形紋路由波形插條插裝在對應插槽而成，所述定子上端面有6n個插槽，n為正整數，n≥1，所述插槽等角度繞定子中心線一周，所述波形插條有4組，每組波形插條有6n個，每組波形插條對應波形插槽，考慮整個旋轉是進行採光，而一天為24個小時，故採用6的倍數的波形插條，這樣可以更均勻的提供旋轉動力，特別適合於光伏發電使用，並且一年分成四季，每個季節對應一組波形插條，每組波形插條波形情況不同，這樣可以根據季節情況插裝相應波形插條，所述定子11的通孔內有轉軸14，所述轉軸14穿過底座4，所述轉軸14下端有底部固定件9，所述定子11上端面外側的下方有壓電環12，所述轉軸14頂端有壓板15，所述定子11上方有轉子13，所述轉子13在壓板15下方，所述壓板15下方有凸塊卡在轉子13上端面的卡槽內，所述支撐彈簧10套在轉軸14上，所述支撐彈簧10上端有軸承8，所述軸承8套在轉軸14上，軸承8的外周面與轉子13的內周面相連，所述支撐彈簧10在軸承8和底座4上端凸臺之間，所述支撐柱3有3或4個，所述支撐柱3等角度繞轉軸14中心線一周，所述太陽能電池板傾斜安裝支架2通過支撐柱3與轉子13上端面相連，所述支撐柱3為伸縮杆，為了便於調節太陽能電池板高度，支撐柱可使用伸縮杆。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非是對本發明作任何其他形式的限制，而依據本發明的技術實質所作的任何修改或等同變化，仍屬於本發明所要求保護的範圍。